本发明涉及钠离子电池正极材料，具体而言，涉及一种高倍率正极材料及其制备方法、正极片和钠离子电池。
背景技术：
1、由于钠具有资源丰富、原材料便宜等优势，因此钠离子二次电池被认为极有可能替代锂离子二次电池解决锂资源短缺的问题，从而实现廉价的规模储能、以及大规模商业应用。
2、相比锂离子层状氧化物，钠离子的半径较大，因此脱嵌难度相对较大，表现为倍率性能较差，当前提升倍率性能主要依靠掺杂包覆、小粒径、比例调配等策略进行改善，往往改善幅度较小。为了满足更多应用需求，需要开发更有效的策略来提升钠离子正极材料的倍率性能。
3、有鉴于此，特提出本发明。
技术实现思路
1、本发明的第一目的在于提供一种高倍率正极材料，该高倍率正极材料具有三维连通的纳米孔洞结构，该结构可以增加电解液和正极材料的接触浸润作用，缩短钠离子传输路径，且三维连通的片层结构能够有效提升电子导通能力，因此本发明提供的正极材料具有优异的倍率性能。
2、本发明的第二目的在于提供一种高倍率正极材料的制备方法，该方法有利于形成具有三维连通的纳米孔洞结构的正极材料，进而提高其倍率性能。
3、本发明的第三目的在于提供一种正极片，该正极片制得的电池倍率性能优异。
4、本发明的第四目的在于提供一种钠离子电池，该钠离子电池的倍率性能好，其倍率性能2c/0.2c＞0.90，5c/0.2c＞0.85。
5、为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
6、本发明首先提供了一种高倍率正极材料，所述高倍率正极材料的化学式为nakcu1-hmho2，其中，0.8≤k≤1，0.95≤h＜1，m至少包括ni、mn和fe元素；
7、所述高倍率正极材料包括由纳米片层状一次颗粒堆砌交错形成具有三维连通的纳米孔洞结构的二次颗粒。
8、优选地，所述纳米片层状一次颗粒的厚度d1满足0.05μm＜d1＜0.5μm。
9、优选地，所述纳米孔洞结构的孔径d2满足0.1μm＜d2＜0.9μm。
10、优选地，所述二次颗粒的形状包括球形。
11、优选地，所述高倍率正极材料的粒径d50满足8μm＜d50＜15μm。
12、优选地，m还包括zn、ti、mg、zr、y、ca、sr、b、co、al和la元素中的至少一种。
13、优选地，所述高倍率正极材料为o3相层状氧化物。
14、优选地，所述高倍率正极材料的比表面积bet满足1m2/g＜bet＜2.5m2/g。
15、优选地，所述高倍率正极材料的振实密度td满足1g/cm3＜td＜1.8g/cm3。
16、优选地，含有所述高倍率正极材料的电池的倍率性能满足：2c/0.2c＞0.90，5c/0.2c＞0.85。
17、本发明进一步提供了所述高倍率正极材料的制备方法，包括如下步骤：
18、将镍铁锰碳酸盐前驱体和铜源混合后烧结，得到铜镍铁锰氧化物；
19、将所述铜镍铁锰氧化物与钠源混合后煅烧，得到所述高倍率正极材料。
20、优选地，所述镍铁锰碳酸盐前驱体的比表面积＞30m2/g，松装密度ad满足0.8g/cm3＜ad＜1.5g/cm3，粒径d50为8～15μm。
21、优选地，所述烧结的温度为500～700℃，保温时间≥10h。
22、优选地，所述煅烧的温度为770～870℃，保温时间≥10h。
23、优选地，所述将所述铜镍铁锰氧化物与钠源混合的过程中，还加入了含有zn、ti、mg、zr、y、ca、sr、b、co、al和la中的至少一种元素的掺杂剂。
24、优选地，所述铜源包括纳米铜源。
25、优选地，所述镍铁锰碳酸盐前驱体的制备方法包括：将镍铁锰三元盐溶液与沉淀剂溶液混合并进行共沉淀反应，固液分离后得到所述镍铁锰碳酸盐前驱体；其中，所述沉淀剂溶液包括碳酸钠溶液和氨水的混合溶液，且所述沉淀剂溶液中的碳酸钠与一水合氨的摩尔比＞20:1。
26、优选地，所述镍铁锰三元盐溶液中的金属元素的总摩尔浓度为0.2～0.8mol/l。
27、优选地，所述沉淀剂溶液中的碳酸钠的摩尔浓度为0.2～0.8mol/l。
28、优选地，所述共沉淀反应的温度为40～70℃。
29、优选地，所述共沉淀反应的ph为8～10。
30、本发明又提供了一种正极片，包括所述高倍率正极材料。
31、本发明还提供了一种钠离子电池，包括所述正极片。
32、与现有技术相比，本发明的有益效果为：
33、(1)本发明提供的高倍率正极材料具有特殊的三维孔洞结构，具体为薄的纳米片层状堆砌交错形成三维连通的纳米孔洞，其可以增加电解液和正极材料的接触浸润作用，缩短钠离子传输路径，且三维连通的片层结构能够有效提升电子导通能力，因此本发明提供的正极材料具有优异的倍率性能。
34、(2)本发明提供的高倍率正极材料具有较大的比表面积和较小的振实密度。
35、(3)本发明提供的高倍率正极材料，制得的电池的倍率性能2c/0.2c＞0.90，5c/0.2c＞0.85。
36、(4)本发明提供的高倍率正极材料的制备方法，通过先将镍铁锰碳酸盐前驱体和铜源混合烧结，cu元素具有助熔作用，有助于协同镍铁锰碳酸盐前驱体熔融分解得到疏松多孔结构的铜镍铁锰氧化物；该结构有利于下一步与钠源混合煅烧过程中的钠离子的嵌入，并在煅烧过程中最大程度保持氧化物原材料固有的疏松多孔结构，从而获得具有三维连通的纳米孔洞结构的正极材料。
1.一种高倍率正极材料，其特征在于，所述高倍率正极材料的化学式为nakcu1-hmho2，其中，0.8≤k≤1，0.95≤h＜1，m至少包括ni、mn和fe元素；
2.根据权利要求1所述高倍率正极材料，其特征在于，满足以下条件至少其一：
3.根据权利要求1所述高倍率正极材料，其特征在于，满足以下条件至少其一：
4.根据权利要求1所述高倍率正极材料，其特征在于，含有所述高倍率正极材料的电池的倍率性能满足：2c/0.2c＞0.90，5c/0.2c＞0.85。
5.如权利要求1～4任一项所述高倍率正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述高倍率正极材料的制备方法，其特征在于，满足以下条件至少其一：
7.根据权利要求5所述高倍率正极材料的制备方法，其特征在于，所述镍铁锰碳酸盐前驱体的制备方法包括：将镍铁锰三元盐溶液与沉淀剂溶液混合并进行共沉淀反应，固液分离后得到所述镍铁锰碳酸盐前驱体；
8.根据权利要求7所述高倍率正极材料的制备方法，其特征在于，满足以下条件至少其一：
9.一种正极片，其特征在于，包括如权利要求1～4任一项所述高倍率正极材料。
10.一种钠离子电池，其特征在于，包括如权利要求9所述正极片。
